Группа исследователей под руководством Университета Аризоны (США) воссоздала подробную историю частицы, образовавшейся во время зарождения Солнечной системы более 4,5 миллиардов лет назад. Полученные данные рассказывают о ключевых процессах, лежащих в основе формирования планетных систем, многие из которых до сих пор не ясны до конца, сообщает портал EurekAlert!. Результаты исследования опубликованы в журнале The Planetary Science Journal.
Обратившись к квантовой механике и термодинамике, ученые смоделировали условия, в которых двигалась пылинка, когда Солнечная система представляла собой вращающийся диск из газа и пыли, известный как протопланетный диск, или солнечная туманность. Авторы работы сопоставили прогнозы модели с подробным анализом химического состава и кристаллической структуры образца, а также с моделью того, как вещество переносилось в солнечной туманности – и смогли проследить путешествие пылинки и условия окружающей среды, которые сформировали ее на этом пути.
«Пылинка», которую исследовали ученые, богата кальцием и алюминием, или CAI. Эта частица является одним из включений, обнаруженных в образце метеорита Альенде, упавшего над мексиканским штатом Чиуауа в 1969 году. CAI представляют особый интерес, потому что они считаются одними из первых твердых тел, образовавшихся в Солнечной системе более 4,5 миллиардов лет назад.
Подобно тому, как штампы в паспорте рассказывают историю перемещений путешественника и остановок по пути, микро- и атомные структуры образцов открывают запись истории их формирования, которая контролировалась коллективной средой, в которой они находились.
Команда проанализировала состав включений, встроенных в метеорит, с помощью передовых сканирующих электронных микроскопов с атомным разрешением и обнаружила, что включения состоят в основном из минералов, известных как шпинель и перовскит, которые также встречаются в горных породах на Земле и изучаются в качестве материалов-кандидатов для таких приложений, как микроэлектроника и фотоэлектрическая энергия.
Подобные виды твердых веществ встречаются в других типах метеоритов, известных как углеродистые хондриты, которые особенно интересны планетологам, так как они являются остатками образования Солнечной системы и содержат органические молекулы, в том числе те, которые, возможно, послужили исходным материалом для жизни.
Точный анализ пространственного расположения атомов позволил команде очень подробно изучить структуру лежащих в основе кристаллических структур. К удивлению ученых, некоторые результаты расходились с текущими теориями о физических процессах, которые, как считается, активны внутри протопланетных дисков, что побудило их копать глубже.
Основываясь на данных, которые авторы смогли извлечь из своих образцов, они пришли к выводу, что частица сформировалась в области протопланетного диска недалеко от того места, где сейчас находится Земля, а затем совершила путешествие ближе к Солнцу, где она становилась все более горячей. После частица отправилась в обратном направлении и оказалась в более прохладных местах, подальше от молодого Солнца. В конце концов, она выросла в астероид, который позже распался на части.
[Иллюстрация: HEATHER ROPER]
